小卫星可能会形成半人马环

半人马座查里克洛周围独特的两个薄环可以由一颗更小的卫星来塑造。Chariklo是半人马座，是一种尺寸类似于小行星但成分类似于彗星的小天体，在外太阳系中围绕太阳旋转，主要在木星和海王星的轨道之间。

“小行星周围的环直到最近才被发现，目前已知的此类系统只有一小部分。人们对巨行星周围令人眼花缭乱的环进行了大量研究;然而，小天体周围环的形成和演化机制尚不清楚。行星科学研究所高级科学家阿曼达·西卡福斯(AmandaSickafoose)说道，他是《行星科学杂志》上发表的《带有共振扰动器的(10199)Chariklo环的数值模拟》一书的主要作者。

“我们已经证明，细环存在于小天体周围的可能性之一是它们是由一颗小卫星雕刻而成的。”

该论文报告了首次对带有卫星的小体环系统进行N体模拟。N体模拟是使用计算机软件来模拟多个(N)个组件的物理动力学。N体模拟的结果提供了对所建模系统的动态演化的深入了解。

在这种情况下，通过对类Chariklo系统中的几百万个环粒子进行建模，结果表明，一个千米大小的卫星可以维持两个与观测到的具有相似特性的环。

“我们认为环粒子主要由水冰组成，就像巨行星上的水冰一样。我们不知道确切的特征，例如环粒子碰撞时的‘硬’或‘软’程度，或者粒子-“尺寸分布。进一步的模拟可以帮助限制这些特性，”Sickafoose说。

“随着时间的推移，行星环会自然地扩散或分散。Chariklo展示了两个薄环，宽度为几公里。为了让环保持这么薄，需要有一种机制来限制材料并防止其分散，”西卡福斯说道。

“我们实际上在论文中通过模拟没有卫星的Chariklo类环系统来展示这一点，我们发现环的宽度随着时间线性增加。这与有卫星与卫星共振时的情况不同。环材料，其作用是将环限制在观察到的公里大小的宽度内。”

Chariklo大小约250公里，是第一个被发现有环的半人马座行星，而且它们受到限制。

“我们的论文表明，类Chariklo环可以受到一颗小卫星的约束，这颗卫星的半径约为3公里，质量为1013公斤。这种大小的卫星低于我们当前的直接成像限制，因此间接方法或需要执行航天器任务才能发现它。”

“已提出的另一种机制是，Chariklo表面存在引力异常，环与原子核的自旋共振;Chariklo每旋转三圈，环绕轨道运行一次。作用于环粒子对于卫星或具有重力异常的自旋轨道共振来说是相似的，”Sickafoose说。

“有趣的是，根据最合理的假设，查里克洛环也位于罗希极限附近或之外。罗希极限是一个粗略的距离，超过该距离环就不应该存在，因为物质应该开始吸积到卫星中——在这个距离，引力摄动来自母行星的能量不足以剪切粒子，它们可以形成更大的团块，”Sickafoose说。

“在这种情况下，卫星会扰动环材料并阻止其吸积，类似于土星F环中的情况。”